铁路货物列车动态称重装置制造方法及图纸

一种铁路货物列车支态称重装置，采用安装在钢轨腰部锥孔内外壳带凸台的插销式称重传感器，可在列车运行速度为６０Ｋｍ／ｈ以下时自动称量货物列车重量，能自动识别运行方向和车速、车种，并能排除机车及煤水车，自动差别货车超载和偏载状况，构成一种称重精度较高的无基坑轮计量式货物列车动态称重装置，成本低、故障因素少、可靠性高。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种铁路车辆运动过程中的称重装置。它包括如下结构特征在钢轨上安装称重传感器和方向识别传感器;由称重传感器输出的信号经放大器输入模数转换器后输入电子计算机;由方向识别传感器输出的信号经方向识别及控制单元后输入计算机，对称重结果进行修正。最终结果由打印机打出并由显示器显示。日本《共和技报》杂志1989年第7期第1～8页报导了目前日本采用的这种动态称重装置。其目的是在运行中测定车辆各轮重，从而把握车辆超、偏载状况，防止由于超、偏载而引起断轴、切轴、爬轨和列车颠覆事故的发生。它的构成是在钢轨轨腰部锥孔内安装数个插销式称重传感器，由各称重传感器顺次将轮重转换成电压信号，经放大器放大后由低通滤波器滤除高频干扰分量，然后由数据控制装置对二测点轮重信号取样并进行模/数转换，而后由电子计算机进行移动平均处理后将数据存入存储器，必要时进行打印、显示;另一方面，由辆数检知器根据轮重信号的特性曲线来判别辆数和每辆车的轴数并将数据送入高速处理部对每辆车的各轮重进行超载、偏载的运算处理，当有异常车辆时，由打印机将数据打印出来，同时发出报警。这种无基坑轮计量式货物列车动态称重装置对在较高运行速度下自动检测货车轮重，把握超载、偏载状况，确保行车安全，起了积极作用，解决了铁路货物列车在较高速度运行过程中具有较高精度的称重问题，是技术上的一大进步。但也存在着一些不足之处，首先，这种装置为进行双向称重，需要二套安装在钢轨不同部位的相同的称重传感器，使设备结构复杂，故障因素增多，成本增高，其次，上述现有技术中未涉及排除机车(含煤水车)和货车类型识别的手段，因此不适合机车、货车种类繁多、结构各异情况下的准确称重，再者，上述现有技术中称重传感器是靠其锥面与轨腰锥孔的密贴配合来承受车轮载荷产生的巨大剪切应力的，因此，传感器锥面和轨腰锥孔的加工工艺要求过高，微小的加工和安装误差将有损于两者的接触位置与钢轨中性轴成45°的定位要求，从而使测定精度降低。本专利技术的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能以数量较少的称重传感器称取来自两个不同方向货物列车的轮重、能识别车型和排除机车、测量精度更高结构更为合理的铁路货物列车动态称重装置。本专利技术的目的可以通过以下措施来达到在放大器和模数转换器之间设置与方向识别及控制单元相连的由多个切换开关构成的切换装置;在切换装置和电子计算机之间与模数转换器和计轴计辆单元并列地设置与切换装置相连的机车排除单元及车型识别单元;在钢轨侧面设置机车排除传感器和车型识别传感器。本专利技术的目的还可以通过以下措施来达到切换装置的二组开关由列车运行方向来控制其动作顺序;机车排除单元由二个以上计数器、一个以上异或门和一个以上反相器构成;机车排除传感器由两个传感器构成。两个传感器之间的设置距离不得小于机车所有相邻轴的最大轴距，传感器为感应式或光电式;车型识别单元由三个以上触发器和一个以上与门构成;车型识别传感器由两个以上传感器构成，传感器之间的设置距离不得大于货车转向架最小轴距;安装于钢轨腰部中性轴锥孔内的插销式称重传感器，其外壳上有四个互成90°的对称棱条状锥面凸台;称重传感器的安装应使其锥面凸台与钢轨中性轴夹角为45°。附图的图面说明如下附图说明图1为本专利技术总体布置框图;图2为机车排除单元线路图;图3为货车类型识别单元线路图;图3A为I点的电压波形图;图3B为J点的电压波形图;图3C为M点的电压波形图;图3D为N点的电压波形图;图4为称重传感器(1)与切换装置(6)的连线图;图5为机车排除传感器(2)与切换装置(6)的连线图;图6为车型识别传感器(3)与切换装置(6)的连线图;图7为称重传感器(1)外壳结构示意图;下面结合(附图)实施例对本专利技术作进一步详述图1中各部分的工作原理如下。当被称重列车从某一方向通过称重区段时，方向识别传感器(4)首先产生运行方向标志信号，该信号经方向识别及控制单元(7)控制切换装置(6)中的一组开关，同时送给电子计算机(12)一方向标志电压信号对称重值进行修正;车轮经过称重传感器(1)时产生一重量电压信号，经放大器(5)放大后由切换装置(6)调换顺序，经模数转换器(8)进行数字化变换后送入电子计算机(12);机车排除传感器(2)和车型识别传感器(3)输出的信号先经切换装置(6)转换顺序后分别送入机车排出单元(9)和车型识别单元(10)对信号进行逻辑组合处理，分别输出排除了机车的信号和具有车型特征的波形，电子计算机(12)采集轮重信号，是采用公知的数字均值法或加权均值法或积分法进行数据处理，得到列车的各轮重值和各车辆的总重;电子计算机(12)还采集车型特征波形进行运算，得到表示车辆类型的特征值并将该特征值与电子计算机(12)内存的各类型货车特征值进行比较，找出内存中同属一车型的自重和标称载重进行超载判定，其后用公知的偏载算式进行偏载量计算。最后由显示器(14)显示并由打印机(13)打印出称重结果和超偏载计算、判定结果。当列车从另一方向通过称重区段时，各部分的工作原理和顺序与上述相同，不同之处仅仅是切换装置(6)受方向识别及控制单元(7)控制而使其另一组开关动作，从而使由切换装置(6)输出的相对列车运行方向而言的轮重信号、机车排出信号、车型识别信号三者的顺序保持不变。图1中的机车排除传感器(2)由两个公知的感应式或光电式传感器构成，它们之间的距离不得小于机车所有相邻轴的最大轴距;这样布置的目的是使机车和机后货车的第一个转向架通过这两个传感器(2)时，两传感器(2)产生的电压脉冲数相等。图1中的车型识别传感器(3)亦由二个公知的感应式或光电式传感器构成，它们之间的距离不得大于货车转向架的最小轴距;这样布置的目的是使沿运行方向的第一个传感器和第二个传感器产生的车轮信号的时序关系保持为货车前转向架的第一根轮轴经过第二个传感器时产生的信号超前于第二根轮轴经过第一个传感器时产生的信号;后转向架轮轴通过传感器(3)时信号时序关系亦然。机车排出单元线路如图2所示，它包括二个计数器A和B、一个异或门C、一个反相器D，输入端F和H连接在切换装置(6)的输出端上。异或门C的逻辑功能是当其输入端的输入信号相同时，输出端为低电平，否则为高电平。为了提高两个计数器A和B输入端的静态电压，在电源电压Vcc和地线之间设有二个分别由电阻R1和R2、电容C1及电阻R3和R4、电容C2组成的隔直分压回路。这样，当机车和货车第一个转向架通过机车排除传感器(2)时，两个计数器A和B的累计数相同，使异或门C输出低电平，经反相器D输出高电平，信号送入计算机，即可判断为机车通过。货车类型识别单元线路如图3所示，它包括有三个触发器A、B、C和一个二输入端与门D，触发器A的正逻辑输出端与触发器C的输入端和与门D的一个输入端相连，触发器B的负逻辑输出端和与门D的另一个输入端相连，该单元的输入端I和J连接在切换装置(6)的输出端上。为了提高触发器A和B输入端的静态电压，在电源电压Vcc和地线之间还设有二个分别由电阻R1和R2、电容C1及电阻R3和R4、电容C2组成的隔直分压回路。这样，当货车通过两个车型识别传感器(3)时，沿货车运行方向的第一和第二个传感器的输出脉冲信号的时序关系即如图3A和图3B所示。触发器A、B、C的输入端每接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路货物列车动态称重装置，它由安装于钢轨腰部中性轴锥孔内的插销式称重传感器（１）、方向识别传感器（４）、放大器（５），方向识别及控制单元（７）、模数转换器（８）、电子计算机（１２）、打印机（１３）、显示器（１４）组成，其特征在于：（Ａ）在放大器（５）和模数转换器（８）之间设置与方向识别及控制单元（７）相连的由多个切换开关构成的切换装置（６）；（Ｂ）在切换装置（６）的电子计算机（１２）之间与模数转换器（８）和计轴计辆单元（１１）并列地设置与切换装置（６）相连的机车和煤水车排除单元（９）及车型识别单元（１０）；（Ｃ）在钢轨侧面设置机车排除传感器（２）和车型识别传感器（３）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：王玺功，杜润祥，虞曙卿，梁航，吴任天，赵鹤奎，彭少臣，郑谧，黄峰林，
申请(专利权)人：柳州铁路局科学技术研究所，长沙铁道学院，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]